C++判断一个链表是否为回文结构

1. 题目描述(基础要求)

给定一个链表的头节点head,请判断该链表是否为回文结构。例如: 1->2->1,返回true。 1->2->2->1,返回true。15->6->15,返回true。 1->2->3,返回false。

2. 思路

如果对空间复杂度没有要求的话，我们可以借助辅助空间．我们借助一个STL的stack将我们的value放到栈当中，然后对比的时候从栈顶弹出元素，如果有一个不相等则返回false，否则返回true; 进一步的话我们可以使用二个指针，一个快指针，一个慢指针，快指针一次走二步，慢指针一次走一步，当快指针到达终点的时候，慢指针刚好到达中点，然后我们将整个链表分成左和右二个部分，然后我们将右半部分压栈进行对比，这样就会节省一半的空间．

3. 进阶版本

如果程序进一步要求：如果链表长度为N,时间复杂度达到O(N),额外空间复杂度达到O(1)。也就是不准使用辅助空间，这个时候怎么办了？

首先用一个快指针，一个慢指针来遍历链表。快指针每次走两步，慢指针每次走一步。等到快指针遍历完链表，慢指针就正好停留在链表的中央。
将链表的后半部分进行反转。
将链表的前半部分与后半部分逐个比对。若都相同，则为回文链表，否则不是。
将反转之后右半部分的链表进行恢复.

4. 代码

4.1 程序说明：

这里我们实现了三个函数进行判断是否为回文链表，分别是：

isPalindrome1 使用O(N)O(N)O(N)辅助空间,对应基础版本．
isPalindrome２ 使用O(N/2)O(N/2)O(N/2)辅助空间，对应基础版本．
isPalindrome3 使用O(1)O(1)O(1)辅助空间，对应进阶版本．

#include <iostream>
#include <vector>
#include <stack>struct ListNode {int val;struct ListNode* next;ListNode(int x) :val(x), next(nullptr) {}
};
// need n extra space
bool isPalindrome1(ListNode* head) {std::stack<int> my_node_value;ListNode* curNode = head;while (curNode != nullptr) {my_node_value.push(curNode->val);curNode = curNode -> next;}while (head!= nullptr) {if (head -> val != my_node_value.top()) {return false;} else {head = head -> next;my_node_value.pop();}}return true;
}// need n/2 extra space
bool isPalindrome2(ListNode* head) {if (head == nullptr || head -> next == nullptr) {return true;}std::stack<int> my_node_value;ListNode* slowNode = head -> next;ListNode* fastNode = head;while (fastNode -> next != nullptr && fastNode -> next -> next != nullptr) {    // get the middle nodeslowNode = slowNode -> next;fastNode = fastNode -> next -> next;}while (slowNode != nullptr) {my_node_value.push(slowNode -> val);slowNode = slowNode -> next;}while (!my_node_value.empty()) {   // here we can't use the condition: head != nullptrif (head -> val != my_node_value.top()) {return false;break;} else {head = head -> next;my_node_value.pop();}}return true;
}// need O(1) extra space
bool isPalindrome3(ListNode* head) {if (head == nullptr || head -> next == nullptr) {return true;}ListNode* n1 = head;    // slow pointerListNode* n2 = head;    // fast pointerwhile (n2 -> next != nullptr && n2 -> next -> next != nullptr) {n1 = n1 -> next;n2 = n2 -> next  -> next;}n2 = n1 -> next;    // n2 now is the first node in the second listn1 -> next = nullptr;ListNode* n3 = nullptr;    // A ListNode to store the last node in the second listwhile (n2 != nullptr) {n3 = n2 -> next;n2 -> next = n1;n1 = n2;n2 = n3;}n3 = n1;    // here n1 is the last node in the second list, we need to store the last node to reconvern2 = head;  // compare the first and the second listwhile (n1 != nullptr && n2 != nullptr) {if (n1 -> val != n2 -> val) {return false;break;} else {n1 = n1 -> next;n2 = n2 -> next;}}n1 = n3 -> next;    // here we recover the second list to the origin ordern3 -> next = nullptr;   // the origin last node next poiter is nullptrwhile (n1 != nullptr) {n2 = n1 -> next;n1 -> next = n3;n3 = n1;n1 = n2;}return true;}void printList(ListNode* pHead) {while (pHead != nullptr) {std::cout << pHead -> val << ",";pHead= pHead -> next;}std::cout << "\n";
}int main()
{ListNode* pHead = new ListNode(1);pHead -> next = new ListNode(2);pHead -> next -> next = new ListNode(1);std::cout << "origin list is:" << std::endl;printList(pHead);bool is_palindrome = isPalindrome3(pHead);if (is_palindrome) {std::cout << "is palindrome" << std::endl;} else {std::cout << "not palindrome" << std::endl;}return 0;
}

这里的话我们列举了二种情况：一种是1 2 1 结构，另外一种是 1 2 3 结构，我们都得到了正确的结果，这里以isPalindrome3函数为例子．

实现isPalindrome3函数还是有点复杂的，这个节点的指向有点绕晕了．

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